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数字电路综合实验报告 点阵赛车游戏 学院：信息与通信工程学院 班级：2010211117班 姓名： 学号： 班内序号： 辅导老师：袁东明 时间：2012年11月 目录 设计任务要求 系统设计 仿真波形及分析 源程序 功能说明 元器件清单及资源利用情况 七、故障及问题分析 八、总结和结论 一、设计任务要求 1、基本要求： 1.用8×8点阵进行5秒倒计时显示，如下图所示。 2.当5秒倒计时结束后，点阵显示下图所示的赛道和赛车的初始位置，赛车游戏开始，并开始计时，用两个数码管显示时间。图中的红色表示赛道，黄色表示赛车的初始位置，箭头表示赛车行进的方向。 3.用BTN1～BTN3三个按键分别控制赛车的左移、前进、右移，最终使赛车在不碰撞赛道的情况下走完全程（即图2中的绿色位置），游戏结束，点阵显示“V”图案，数码管显示走完全程所耗费的时间。 4.当游戏时间超过59秒，或者赛车在行进过程中碰撞赛道，游戏失败，点阵显示“X”图案。 5.通过按键BTN0进行复位，控制点阵返回到初始状态。 2、提高要求： 1.有多种游戏赛道可选，5秒倒计时显示后赛道随机出现。 2.赛车的初始位置随机出现。 3.在赛车行进过程中，赛道中随机出现障碍物（用8×8点阵中的一个LED表示），通过BTN1～BTN3三个按键的控制躲避障碍物，走完全程。若赛车碰到障碍物和赛道，则游戏失败。 二、系统设计 1、设计框图 系统结构框图 本系统主要由四个模块组成，其中控制器用于控制程序运行、储存当前状态并控制输出显示，点阵用于显示游戏界面，数码管用于显示当前分数。按钮输入用于输入控制信息。 逻辑划分方框图 系统流程图 4、MDS图 Te ＝ to end 到达终点 Cr ＝ crash 撞车 Ot ＝ over time CD ＝ count down KI ＝ keyboard input 游戏运行状态的具体状态转移图 三、仿真波形及波形分析 说明：为了得到仿真结果，仿真实验先将分频比降低再进行。 说明：cat的波形说明，硬件运行过程中只选择5号和4号数码管，这两个数码管交替启动，分别显示时间秒数的个位和十位 说明：游戏刚开始时，数码管显示00.对应的time_car序列为0111111 说明：游戏运行一段时间后（5秒倒计时）计时模块开始计时。上图中，数码管显示01秒，0对应序列为0111111,1对应于0000110。下图是02秒的仿真图 说明：点阵输出，列的输出10111111，……说明：列的输出00000100…对应于点阵图形5的输出。从第二行开始输出。 四、源程序及注释 (由于代码过长，此处只显示top-level entity，其余代码详见附件) LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CAR IS PORT( CLK_CAR,CLEAR_CAR:IN STD_LOGIC; ROW_CAR,COL_CAR:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); KEY_CAR:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); TIME_CAR:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); CAT_CAR:OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0) ); END CAR; --------------------------------------------------------- ARCHITECTURE GAME OF CAR IS COMPONENT DIV_N IS --分频模块 PORT( CLK_IN:IN STD_LOGIC;---------时钟输入 CLEAR:IN STD_LOGIC;---扫描，清零 CLK:OUT STD_LOGIC:=0;----1000HZ游戏控制及点阵扫描频率 CLK1:OUT STD_LOGIC:=0;----100HZ数码管扫描频率 CLK2:OUT STD_LOGIC:=0-----10HZ计时频率 ); END COMPONENT; COMPONENT ANTI_SHAKING IS --防抖模块 PORT( CLK,KEY,CLK1:IN STD_LOGIC; -- clk为游戏控制频率 clk1 为防抖频率 100hz K_OUT:OUT STD_LOGIC